Hiện nay, tình hình ô nhiễm nguồn nước vẫn đang diễn ra rất phức tạp trên phạm vi cả nước, ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống người dân, phát triển kinh tế và an ninh quốc phòng. Trong khi đó, quá trình khảo sát ngầm và lấy mẫu nước phục vụ quan trắc môi trường hiện tại vẫn sử dụng người lặn là chính. Phương án này gặp nhiều trở ngại như phụ thuộc vào sức khỏe người lặn, thời gian khảo sát ngắn, độ sâu hạn chế, tầm nhìn có hạn, dễ gây ảnh hưởng sức khỏe con người khi hoạt động trong môi trường độc hại.
Ngoài ra, các kỹ thuật lấy mẫu nước để quan trắc hầu hết được thực hiện thủ công thông qua các thiết bị thô sơ và con người là chính do đó dẫn đến tính cơ động và độ chính xác không cao; chưa đáp ứng yêu cầu cung cấp thông tin, số liệu đủ lớn và chính xác cao để phục vụ công tác quản lý, giám sát; chưa phản ánh được toàn diện chất lượng nước theo không gian, thời gian và hình thái của dòng sông;…
Các nước phát triển như Anh, Pháp, Mỹ đã áp dụng, tích hợp công nghệ tự động vào lĩnh vực môi trường, trong đó các tác vụ quan trắc dưới nước được thực hiện bởi robot lặn (Remote Operated Vehicle - ROV) thu được nhiều kết quả tích cực và đã được ứng dụng rộng rãi. Tại Việt Nam, ROV vẫn còn là một hướng nghiên cứu mới; hầu hết phải sử dụng các thiết bị, công nghệ ngoại nhập với giá thành cao, chi phí bảo trì, bảo dưỡng tốn kém và đôi lúc không phù hợp với đặc tính môi trường Việt Nam nên dẫn đến hiệu suất kém.
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và điều khiển mô hình robot lặn có khả năng khảo sát ngầm và lấy mẫu nước phục vụ quan trắc môi trường” được thực hiện nhằm thiết kế và chế tạo mô hình robot lặn khảo sát ngầm và lấy mẫu nước phục vụ quan trắc môi trường có kích thước nhỏ gọn, giá thành thấp, dễ vận hành cho người sử dụng.
Nhóm tác giả lựa chọn phương án thiết kế theo dạng hộp và thuộc lớp Mini ROV. Ở dạng hộp, ROV có tính ổn định cao khi vận hành, phù hợp với các ROV làm việc, vận chuyển hoặc quan trắc. Mini ROV là loại ROV lớp nhỏ, nặng dưới 50kg, được sử dụng như là một thiết bị thay thế thợ lặn. Mini ROV có thể mang theo một số lượng hạn chế các cảm biến và thiết bị; chúng có thể lặn sâu 300m và mang theo 20kg cải trọng tăng thêm.
Kết quả đã thiết kế và chế tạo ROV có khả năng khảo sát ngầm và lấy mẫu nước phục vụ quan trắc môi trường. Robot có các chức năng lặn nổi giữ độ sâu, điều khiển bằng tay quan sát ngầm, lấy mẫu nước ở các độ sâu khác nhau và hỗ trợ thay thế người lặn trong nhiệm vụ quan trắc môi trường nước. Thông số kỹ thuật của ROV chế tạo: dài dưới 1m, rộng dưới 1m, cao dưới 0.5m; tốc độ thẳng 2-3 knots; khả năng lặn của ROV đạt tối đa 10m nước; chức năng và nhiệm vụ: hoạt động bằng tay, lấy mẫu nước 1-2 lít, quan sát dưới nước. Quy trình vận hành thiết bị được hướng dẫn cụ thể gồm 3 bước: thử nghiệm “khô”; cắm dây cáp mạng từ ROV vào máy tính; gạt cầu dao AC và DC trong hộp nguồn điện 300VDC. Các thao tác trên phần mềm VIAMGroundControl cũng được hướng dẫn các bước cụ thể, nhanh chóng và dễ dàng.
Đề tài góp phần vào việc nghiên cứu và phát triển công nghệ chế tạo ROV ứng dụng trong quan trắc, khảo sát sông, hồ phù hợp với môi trường địa lý ở Việt Nam nhằm giảm chi phí so với việc sử dụng các thiết bị nước ngoài và nâng cao năng suất, chất lượng, tránh ảnh hưởng đến sức khỏe, tính mạng con người.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).
Lam Vân (CESTI)